Hava-su ara yüzeyinde çeşitli nanoyapıların kendiliğinden kümeleşerek oluşturulması ve elde edilen nanoyapıların karakterizasyonu

Lipit ve peptitler gibi amfifilik özellikteki moleküllerin çözelti içerisinde oluşturduğu nanoyapılara ek olarak hava-su ara yüzeylerde de kendiliğinden kümeleşerek nanotüp, heliks şekilli ya da levha şeklinde morfolojiye sahip nanoyapılar oluşturabildiği bilinmektedir. Hem çözelti ortamında hem de ara yüzeyde kendiliğinden kümeleşme sonucu elde edilen bu nanoyapıların sahip olduğu fonksiyonlara göre mikroelektronik, sensör, biyomedikal gibi birçok alanda kullanımı bulunmaktadır. Aynı zamanda amfifilik moleküllerin sahip olduğu fonksiyonel gruplara ve ortam koşullarına bağlı olarak alt fazda bulunan metal katyonları hava-su ara yüzeyde indirgeyebildiği de bilinmektedir. Bu çalışma dahilinde hava-su ara yüzeyinde farklı alt faz koşullarında, grubumuzca sentezlenmiş Aqua moleküllerinin davranışının incelenmesi hedeflenmiştir. Çalışmanın bu kısmında öncelikle Aqua molekülünün daha önceki çalışmalarla belirlenmiş prosedürüne göre sentezi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra Langmuir Trough cihazında 1 mM derişimde ve pH'ları 9-7-3 olan Ag2SO4 ve Li2SO4 ve pH'ı yine 9-7-3 olan su alt fazları üzerine Aqua molekülünün kloroformlu çözeltisinden belirli bir miktar yayılmış ve sıkıştırma izotermleri elde edilmiştir. Buna ek olarak pH'a duyarlı Aqua moleküllerinin, farklı tuzlarla hazırlanmış, farklı pH'lara sahip alt fazlar üzerinde ve çeşitli yüzey basınçlarında ara yüzeyde kendiliğinden kümeleşme prosesi ile oluşturduğu organik nanoyapıların morfolojilerinin analizlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda da yine Langmuir Trough cihazında 1 mM derişimde ve pH'ları 9-7-3 olan Ag2SO4 ve Li2SO4 ve pH'ı yine 9-7-3 olan su alt fazları üzerine Aqua molekülünün kloroformlu çözeltisinden belirli bir miktar yayılmış ve moleküller ara yüzeyde 0, 5 ve 10 mN/m yüzey basınçlarına sıkıştırılmıştır. Daha sonra ara yüzeyde bu yüzey basınçlarında oluşan Aqua kümeleşmeleri Blodgett tekniği ile katı yüzeyler üzerine alınmış ve kümeleşmelerin morfolojisi AFM ile incelenmiştir. Bir diğer çalışma olarak ise Aqua moleküllerinin ara yüzeyde daha yoğun kümeleşmeler oluşturması için ara yüzeye yayılan Aqua miktarı arttırılmış ve kümeleşmelerin morfolojisi üzerine alt fazda bulunan Ag2SO4 ve Li2SO4 derişiminin etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda 1 ve 10 mM derişimli pH 7 de hazırlanmış Ag2SO4 ve Li2SO4 alt fazları üzerine Aqua molekülleri yayılmış ve moleküller minimum alan kalacak şekilde ara yüzeyde sıkıştırıldıktan sonra Blodgett tekniği ile kümeleşmeler katı yüzeyler üzerine transfer edilerek SEM ile analizleri yapılmıştır. Aqua moleküllerinin düşük derişimli alt fazlar üzerinde ara yüzeyde tübüler yapıların oluşumu sırasında ara ürün olarak elde edilen heliks şekilli kurdele yapıları oluşturduğu ve boyutlarının mikron mertebesinde olduğu görülmüştür. Aynı zamanda alt faz Ag2SO4 olan sistemde yüksek pH denemesi de yapılarak kümeleşmeler üzerine pH etkisi araştırılmıştır. pH arttırıldığında ise heliks şekillli kurdele yapılar yerine Aqua moleküllerinin ara yüzeyde levha oluşturacak şekilde kümeleştiği belirlenmiştir. Çalışmanın bir diğer kolunda ise Aqua moleküllerinin alt fazda bulunan Ag⁺ iyonlarını indirgeme yeteneğinin incelenmesi ve indirgenme reaksiyonuna etkiyen parametrelerin belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu kısımda 1 ve 10 mM derişimde ve pH'ı 11-7-3 olan Ag2SO4 alt fazları üzerinde 24 ve 48 saat bekleme süreleri denenmiş, ara yüzeyde oluşan organik inorganik yapılar katı yüzeyler üzerine transfer edildikten sonra TEM ile analizi gerçekleştirilmiştir. Ara yüzey alanının gümüş partikül morfolojisi üzerine etkilerinin araştırılması için ise Aqua molekülleri pH'ı 3 ve 11 olarak ayarlanmış 1 mM derişimli Ag2SO4 alt fazı üzerine yayıldıktan sonra moleküller, ara yüzey alanı molekül başına düşen alan 75 Å2'den 30 Å2 olana kadar sıkıştırılmış ve 48 saat beklenmiştir. Yine ara yüzeyde oluşan yapıların analizi TEM ile yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ile, değişen parametrelerin gümüş nanopartikül oluşumunu engellemediği; ancak partiküllerin boyutlarında ya da morfolojilerinde bir takım değişimlere neden olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda literatürde verilen bilgilerin yardımıyla, ara yüzeyde Aqua molekülleri tarafından Ag⁺ iyonlarının indirgenme reaksiyon mekanizması üzerine yorumlar getirilmiştir.